遗传信息的翻译备课讲稿

1、遗传信息的翻译第一节 参与蛋白质合成的物质一、一、mRNA和遗传密码和遗传密码1. 遗传密码及其破译遗传密码及其破译信使信使RNA的发现的发现三联子密码（密码子）三联子密码（密码子） 起始密码子，终止密码子起始密码子，终止密码子2. 遗传密码的性质遗传密码的性质（1）遗传密码的连续性（2）遗传密码的简并性（3）遗传密码的摆动性（4）遗传密码的普遍性和特殊性（5）遗传密码的防错功能 第第 三三 个个 字字 母母U CA G二、二、t tRNA与氨基酸的转运与氨基酸的转运t tRNA的结构的结构tRNAtRNA二级结构二级结构二氢尿二氢尿嘧啶环嘧啶环TC环环额外环额外环反密码子环反密码子环氨基酸氨

2、基酸接受臂接受臂35tRNA的三级结构的三级结构 2. tRNA的功能3. tRNA的种类（1）起始tRNA（2）同工tRNA（3）校正tRNA三、核糖体的结构和功能三、核糖体的结构和功能 核糖体核糖体的结构的结构 原核生物核糖体由约原核生物核糖体由约2/3的的RNA和和1/3的的蛋白质组成；真核生物核糖体中蛋白质组成；真核生物核糖体中RNA约占约占3/5的和蛋白质占的和蛋白质占2/5。 原核生物原核生物真核生物真核生物核糖核糖体体小亚基小亚基大亚基大亚基核糖核糖体体小亚基小亚基大亚基大亚基S值值70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-

3、rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白蛋白质质21种种33种种33种种49种种 原核、真核核糖体的组成原核、真核核糖体的组成 2. rRNA3. 核糖体的功能核糖体的功能第二节第二节 蛋白质生物合成的过程蛋白质生物合成的过程 蛋白质的生物合成也称蛋白质的生物合成也称翻译翻译，即把，即把mRNA分子中碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中分子中碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序的过程。的氨基酸排列顺序的过程。翻译的过程：翻译的过程： 氨基酸的活化氨基酸的活化 肽链合成的起始肽链合成的起始 肽链的延伸肽链的延伸 肽链合成的终止与释放肽链合成的终止与释放1. 氨基酸

4、的活化氨基酸的活化 tRNAtRNA携带氨基酸的反应携带氨基酸的反应 氨基酸氨基酸 + tRNA 氨酰氨酰-tRNA氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶ATP AMP+PPi 密码子密码子AUGAUG为编码甲硫氨酸（为编码甲硫氨酸（MetMet）的密码子，）的密码子，同时作为起始密码同时作为起始密码。 真核生物：甲硫氨酰真核生物：甲硫氨酰-tRNA-tRNA（Met-tRNAMet-tRNA） 原核生物：甲酰甲硫氨酰原核生物：甲酰甲硫氨酰-tRNA -tRNA （fMet-tRNAfMet-tRNA） 起始起始tRNAtRNA2. 肽肽链合成的起始链合成的起始 肽链合成的起始阶段，是指肽链合成的起始

5、阶段，是指mRNAmRNA和起和起始始tRNAtRNA分别与核糖体结合而形成分别与核糖体结合而形成起始复合起始复合物的过程物的过程。 需起始因子需起始因子IFIF和和ATPATP、GTPGTP参与。参与。n蛋白体大、小亚基分离。蛋白体大、小亚基分离。nmRNAmRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合； SDSD序列序列：又称核糖体结合位点，是：又称核糖体结合位点，是mRNAmRNA起始密起始密码上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，该序列码上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，该序列以以AGGAAGGA为核心为核心; ;（图图12-212-2）n起始起始tRNAtRNA在小亚基上就位；在小亚基上就位；

6、n核糖体大亚基结合。核糖体大亚基结合。原核生物原核生物70S起始复合物形成起始复合物形成( (图图12-3)12-3) 3. 肽链的延伸肽链的延伸 肽链合成的延伸是根据肽链合成的延伸是根据mRNA密码序列的密码序列的指导指导,依次添加氨基酸从依次添加氨基酸从N端向端向C端延伸肽链端延伸肽链,直到合成终止的过程。直到合成终止的过程。 需要延伸因子、各种酶和GTP参与。 原核生物延伸因子原核生物延伸因子：EF-Tu EF-Ts EF-G 肽链延伸三个步骤：肽链延伸三个步骤： （1 1）进位进位(entrance) (entrance) （2 2）转肽转肽(peptide bond formatio

7、n)(peptide bond formation) （3 3）移位移位(translocation)(translocation) 核糖体阅读核糖体阅读mRNA密码子的方向是密码子的方向是53，肽，肽链合成从链合成从NC端进行的。端进行的。需参与。需参与。新的氨酰新的氨酰-tRNA进进入入A部位部位（1）（1）进位）进位转肽反应在位上进行转肽反应在位上进行（2）转肽）转肽是由肽酰转移酶催化的肽键形成过程。是由肽酰转移酶催化的肽键形成过程。（3） 移位移位 延长因子延长因子EF-G有移位酶活性，可结合并水解有移位酶活性，可结合并水解分子分子GTP，促进核糖体向，促进核糖体向mRNA的的侧移动。

8、侧移动。移位转肽 4. 肽链合成的终止和释放肽链合成的终止和释放 当核糖体上出现当核糖体上出现mRNA的终止密码后，多肽链合的终止密码后，多肽链合成停止，肽链从肽酰成停止，肽链从肽酰t tRNA中释出，中释出， mRNA、核糖、核糖体大、小亚基等分离，这些过程称为肽链合成终止体大、小亚基等分离，这些过程称为肽链合成终止 需要需要释放因子释放因子（RF）的参与）的参与 原核生物原核生物RF：RF-1、RF-2、RF-3UAA UAGUAA UGA有助于有助于RF-1/-2的活性的活性IF3IF3RF1RF2RF3GTPGDP+Pi第三节 翻译后的加工 氨肽酶肽甲酰基酶氨肽酶 磷酸化磷酸化 (如核

9、糖体蛋白质如核糖体蛋白质) 糖基化糖基化 (如各种糖蛋白如各种糖蛋白) 甲基化甲基化 (如组蛋白、肌肉蛋白质如组蛋白、肌肉蛋白质) 乙基化乙基化 (如组蛋白如组蛋白) 羟基化羟基化 (如胶原蛋白如胶原蛋白) 羧基化羧基化 等等1. 1. 折叠折叠 在内质网（在内质网（ERER）腔中折叠和修饰是有关）腔中折叠和修饰是有关的，糖分子的连接对于正确的折叠十分必要。的，糖分子的连接对于正确的折叠十分必要。 BiPBiP，一个与折叠功能有关的蛋白，属于，一个与折叠功能有关的蛋白，属于分子伴侣分子伴侣Hsp70Hsp70家庭的一员。有家庭的一员。有两个功能：两个功能：? ?2. 2. 在在ERER中的糖基

10、化及修整中的糖基化及修整 实际中所有分泌蛋白和膜蛋白几乎都是实际中所有分泌蛋白和膜蛋白几乎都是被糖基化的蛋白。被糖基化的蛋白。3. 3. 在高尔基体表面的进一步加工在高尔基体表面的进一步加工 复合寡聚糖是在高尔基体中进一步修整复合寡聚糖是在高尔基体中进一步修整和加上糖的残基。和加上糖的残基。envgagpol蛋白质内含子蛋白质内含子-内蛋白子内蛋白子 与内含子的区别在于，它可以和与内含子的区别在于，它可以和外蛋白外蛋白质子质子的基因一道表达，而不是其的基因一道表达，而不是其mRNAmRNA被切除，被切除，产生前体蛋白以后再从前体中被切除掉。产生前体蛋白以后再从前体中被切除掉。例如：哺乳动物的鸦

11、片样促黑皮激素原例如：哺乳动物的鸦片样促黑皮激素原(POMC)(POMC)初翻译初翻译产物为产物为265265个氨基酸。个氨基酸。 在脑下垂体前叶细胞中，在脑下垂体前叶细胞中，POMCPOMC切割成为切割成为N-N-端片段端片段和和C C端片段的端片段的-促脂解素促脂解素。然后。然后N N端片段又被切割成端片段又被切割成较小的较小的N N端片断端片断和和促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素(ACTH )(ACTH )。而在脑下垂体中叶。而在脑下垂体中叶细胞中，细胞中，-促脂解素再次被切割产生促脂解素再次被切割产生-内啡肽内啡肽；ACTHACTH也也被切割产生被切割产生1313肽的肽的- - 促黑激素促黑激素(-melanotropin)(-melanotropin)POMCNC信号肽信号肽 较短肽链（较短肽链（103肽）肽）ACTH-促黑激素促黑激素 - Endorphin -内啡肽内啡肽促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素 -促脂解素促脂解素 -LPH较长肽链较长肽链第四节第四节 蛋白质的运输蛋白质的运输一、信号肽引导蛋白质到达靶部位二、翻译完成后被运输的蛋白质三、内质网合成的蛋白质四、翻译的同时也被运输的蛋白质分泌蛋白质的合成和胞吐作用分泌蛋白质的合成和胞吐作用内质网内质网高尔基体高尔基体泡泡泡泡泡融入泡融入质膜质膜核糖体核糖体芽泡芽泡蛋白质定位蛋白质定位 新合成的蛋白质只有被运